Gdy czynnikiem warunkującym wymiarowanie fundamentów pośrednich jest duża nośność elementów palowych, uwaga projektantów często wędruje w kierunku pali Franki lub pali wielkośrednicowych, które od lat uważane są za pale dużych nośności. Technologie te mają jednak wiele ograniczeń, które często nie przystają do aktualnych warunków rynkowych. Jedną z podstawowych wad jest ich długi czas wykonania.
Szybkość wykonywania pali CFA oraz obecne możliwości wykonawcze sprawiają, że stają się one poważną konkurencją dla pali wielkośrednicowych. Przy odpowiednim doborze osprzętu możliwe jest wykonanie pali zagłębionych kilka metrów w skałę. Daje to okazję do redukcji kosztów palowania przy posadowieniu ciężkich obiektów, dla których najczęściej projektuje się posadowienie za pomocą pali wielkich średnic wierconych w rurze obsadowej.
W ramach rozbudowy jednej z cementowni do wykonania było posadowienie silosów na cement. Oczepy fundamentowe zaprojektowano w układzie pierścieniowym. Początkowo projekt konstrukcji zakładał posadowienie na palach wielkośrednicowych. Mając na uwadze warunki gruntowe oraz relatywnie krótki czas wykonania zadania zaproponowaliśmy alternatywne posadowienie obiektu na palach wierconych w technologii CFA. Z przyjętego układu pali wynikało, że maksymalna obliczeniowa reakcja pionowa na pojedynczy pal wyniosła ponad 9 500 kN. W związku z dużą siłą przypadającą na pale zastosowano pale CFA o średnicy 1 000 mm.
Rys.1. Rozmieszczenie pali CFA Ф1000mm
Z uwagi na występowanie gruntów skalistych w podłożu tj. wapieni, do wyznaczenia nośności zewnętrznej pali posłużono się metodą zaproponowaną przez M. Tomlinsona oraz J. Woodwarda dla pali wierconych posadowionych w skale. Do przeprowadzenia obliczeń konieczna jest znajomość parametrów skały takich jak: wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie Rc oraz poziom spękania wyrażony przez wskaźnik szczelinowatości RQD. Na ich podstawie oszacowano wartości jednostkowego odporu granicznego pod podstawą oraz jednostkowego tarcia na pobocznicy, decydujących o nośności geotechnicznej pala. W obliczeniach należy zwrócić uwagę na warunek zagłębienia pala w warstwę skały. Z przeprowadzonych obliczeń wynikało, że wymagane zagłębienie w warstwę skały (Warstwa Va) wynosi min. 6,0 m. Stanowiło to spore wyzwanie przy doborze odpowiedniego sprzętu.
Rys. 2. Przekrój poprzeczny posadowienia silosów
Stosując specjalne, montowane na świder zęby przeznaczone do wiercenia w skałach oraz palownicę o dużej mocy głowicy obrotowej byliśmy w stanie wykonać pale na projektowaną głębokość. Wykonanie ich trwało ok. 2 tygodnie przy bardzo wysokim reżimie BHP ze strony Inwestora. W tym czasie wykonaliśmy łącznie 74 pale o średnicy 1000mm.
Fot. 1. Wykonywanie pali CFA
Wymaganiem projektanta konstrukcji było osiągnięcie przez pale sztywności gwarantującej osiadanie mniejsze niż 20 mm przy obciążeniu 7 000 kN. Wykonano próbne obciążenie do wartości 2 x Qkmax (maksymalna wartość obciążenia charakterystycznego). Obciążenie przeprowadzono w systemie kotwionym.
Fot. 2. Stanowisko do próbnego obciążenia pali
Osiadanie pali próbnych nie przekroczyło wartości 9 mm dla obciążenia osiowego pali na poziomie ponad 13,5 MN. Na podstawie pozytywnych wyników próbnych obciążeń wyznaczono nośność obliczeniową pala jako 10,5 MN.
Można zatem stwierdzić, że w gruntach skalistych pale wiercone w technologii CFA wykazują bardzo duży potencjał. Do zalet przemawiających na korzyść pali CFA w opisanych warunkach należą:
• zapewnienie dużej sztywności posadowienia
• relatywnie duża szybkość wykonania i duża wydajność
• bezwstrząsowe wykonawstwo
• niski poziom hałasu w czasie robót.
Fot. 3. Widok na wykonane pale
Zapisz się do newslettera:
